§29. Развитие жизни в мезозое и кайнозое

Определения и обозначения

Мезозойская эра — промежуток геологического времени примерно от 252 до 66 млн лет назад. Она включает триасовый, юрский и меловой периоды. В эту эру особенно заметны разнообразие пресмыкающихся, появление птиц и млекопитающих и распространение покрытосеменных. Понятие помогает выстроить события в последовательность и отличать время возникновения групп от времени их расцвета.

Кайнозойская эра началась около 66 млн лет назад и продолжается в настоящее время. Её делят на палеоген, неоген и четвертичный период. После массового вымирания на рубеже эр многие группы млекопитающих и птиц стали разнообразнее, а экосистемы постепенно приобрели современный облик. Эта эра важна для понимания формирования нынешней природы и появления человека.

Мел-палеогеновое вымирание — массовое исчезновение организмов около 66 млн лет назад, на границе мела и палеогена. Исчезли нептичьи динозавры, многие морские рептилии и другие группы; при этом выжили, например, птицы и некоторые млекопитающие. Освободились места и ресурсы, которыми смогли воспользоваться пережившие кризис организмы. Поэтому вымирание стало поворотным событием, а не просто концом отдельных видов.

Адаптивная радиация млекопитающих — быстрое ветвление эволюционных линий млекопитающих с освоением разных экологических ниш, то есть ролей и условий жизни в экосистемах. После вымирания одни линии приспособились к жизни на суше, другие — в воде или воздухе. Различия в питании, передвижении и образе жизни привели к появлению множества групп. Термин объясняет, почему разнообразие млекопитающих резко выросло не сразу после их появления, а позднее.

Как это устроено

Переход от палеозоя к мезозою был связан с крупнейшим пермским вымиранием, после которого состав сообществ изменился. Выжили представители разных групп, включая некоторые линии пресмыкающихся, рыб, насекомых и растений. Освобождение местообитаний и сокращение конкуренции позволили пережившим кризис организмам распространяться и занимать новые роли. Поэтому в мезозойских экосистемах особенно заметными стали пресмыкающиеся, хотя они не были единственными обитателями.

В триасе появились первые млекопитающие — небольшие животные, возникшие из древних синапсидных линий; затем, в юре, появились первые птицы. Это последовательность возникновения новых групп, а не мгновенная смена господствующих животных. Млекопитающие были малочисленными и занимали ограниченные ниши, тогда как крупные пресмыкающиеся оставались широко распространёнными. Птицы тоже сначала были лишь одной из групп позвоночных, поэтому их появление не означало немедленного господства.

В меловом периоде покрытосеменные растения стали широко распространяться наряду с голосеменными, у которых семена не заключены в плод. Цветки способствовали опылению, а плоды помогали защищать и распространять семена. Новые растительные ресурсы дали пищу насекомым и позвоночным, а разнообразие растительных сообществ создало дополнительные местообитания. Это меняло связи между организмами и условия отбора, хотя не означало, что все животные сразу перешли на питание цветковыми растениями.

На границе мезозоя и кайнозоя быстро изменились условия жизни, и последовало массовое вымирание. Исчезновение нептичьих динозавров и многих других групп сократило число крупных потребителей и освободило экологические ниши. Причины кризиса связывают прежде всего с последствиями падения астероида, а также рассматривают и другие факторы, например мощный вулканизм. Выжившие организмы получили новые возможности, но воспользоваться ими могли лишь линии, пережившие резкие изменения среды.

В кайнозое млекопитающие и птицы заняли множество освободившихся ниш, а среди растений распространились современные типы сообществ. Различия в климате, пище и способах передвижения направляли эволюцию по разным путям, вызывая адаптивную радиацию. Среди приматов постепенно сформировались группы с особенностями, связанными с жизнью на деревьях, а затем появились линии гоминин и человек. Это не было прямым и неизбежным движением к человеку: эволюция приматов включала разветвление и вымирание разных линий.

Развитие жизни в мезозое и кайнозое

Читайте таблицу сверху вниз: так видна последовательность смены периодов, а не просто перечень организмов. Сопоставление растений и животных помогает заметить, как изменения среды создавали новые условия для эволюции. Даты и распространённость групп приблизительны: в разные регионы они приходили не одновременно.

Разбор задач

Задача 1. Соотнесите появление первых птиц и первых млекопитающих с мезозойскими периодами и объясните, почему эти группы не сразу стали господствующими. Условие проверяет различие между появлением эволюционной группы и её последующим распространением. В ответе нужно назвать периоды и сравнить положение новых групп с положением крупных пресмыкающихся.

1. Вспоминаем последовательность: триас, юра, мел. Первые млекопитающие появились в триасе.
2. Первые птицы возникли позднее, в юре. Значит, эти события относятся к разным периодам.
3. Сравниваем распространение групп: возникшие млекопитающие были небольшими и занимали ограниченные ниши, а пресмыкающиеся оставались многочисленными и разнообразными.

Ответ. Первые млекопитающие появились в триасе, первые птицы — в юре. Само возникновение группы не означает, что она сразу становится многочисленной или занимает все местообитания. Их широкое разнообразие связано с более поздними изменениями экосистем, особенно с условиями кайнозоя.

Задача 2. В древнем сообществе господствуют голосеменные и крупные пресмыкающиеся. Определите вероятный период мезозоя и обоснуйте выбор. Важно учесть, что голосеменные встречались не в одном-единственном периоде, поэтому одного этого признака недостаточно. Нужно сопоставить его с особенностями животных и распространением покрытосеменных.

1. Голосеменные широко представлены в триасе и юре, а также сохраняются в мелу. Следовательно, признак растений сам по себе не даёт точного ответа.
2. Крупные пресмыкающиеся особенно характерны для мезозойских экосистем. Их сочетание с господством голосеменных лучше всего указывает на триас или юру.
3. Если в описании нет покрытосеменных, это поддерживает выбор более раннего мезозойского периода, но не позволяет уверенно различить триас и юру.

Ответ. Наиболее вероятны триас или юра; для точного выбора данных недостаточно. Появление первых птиц было характерно для юры, но в условии этот признак не указан. Нельзя автоматически называть любой период с голосеменными триасом: следует учитывать совокупность признаков сообщества.

Задача 3. Объясните, как мел-палеогеновое вымирание могло привести к разнообразию млекопитающих в кайнозое, используя понятия экологической ниши и адаптивной радиации. Нужно показать причинную связь, а не утверждать, что вымирание само по себе создало новые виды. Учитывайте, что после кризиса должны были выжить организмы, способные размножаться в изменившихся условиях.

1. При вымирании исчезли многие виды, в том числе нептичьи динозавры. В экосистемах уменьшилось число конкурентов и освободились ниши.
2. Ниши — это места и роли организмов, связанные, например, с определённой пищей или средой обитания. Их могли занять выжившие линии млекопитающих.
3. Разные популяции осваивали разные ресурсы и условия. Их расхождение и образование многочисленных специализированных групп называют адаптивной радиацией.

Ответ. Вымирание изменило сообщества и освободило экологические ниши, но не предопределило результат для каждой линии. Выжившие млекопитающие расселялись и приспосабливались к разным условиям, постепенно расходясь по эволюционным направлениям. Такое ветвление и называют адаптивной радиацией млекопитающих.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что вымерли все динозавры. Так говорят, смешивая нептичьих динозавров с птицами или воспринимая динозавров только как древних крупных животных. Птицы представляют сохранившуюся эволюционную линию динозавров. Проверка: уточните, о какой группе говорится, и формулируйте вывод как вымирание нептичьих динозавров.

Ошибка: приравнивать появление группы к её господству. Причина — события удобно представлять как мгновенную смену одних организмов другими. Первые млекопитающие возникли ещё в мезозое, но особенно разнообразились в кайнозое. Проверка: отдельно называйте время появления группы и время её широкого распространения.

Ошибка: объяснять мел-палеогеновое вымирание только одной причиной. Так происходит, когда сложный кризис сводят к запоминающемуся событию и забывают, что его последствия могли усиливаться разными факторами. Падение астероида считают ключевым объяснением, но также обсуждают другие воздействия, например вулканизм. Проверка: отделяйте установленное исчезновение групп от научных объяснений причин и не выдавайте многофакторную картину за однозначно доказанную во всех деталях.

Ошибка: считать покрытосеменные и голосеменные одной группой растений. Их путают, потому что обе группы образуют семена и обе существовали в мезозое. У покрытосеменных семя развивается внутри завязи и оказывается в плоде, у голосеменных семена лежат открыто. Проверка: вспомните, заключено ли семя в плод, а не только то, что растение размножается семенами.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о геохронологической шкале: периоды и эры помогают расположить события во времени. Представление о массовых вымираниях объясняет, почему кризисы меняют состав экосистем, а знания об эволюции — как популяции приспосабливаются и расходятся. Вместе эти идеи позволяют не просто запоминать названия древних групп, а объяснять смену их роли.

Тема продолжает изучение эволюции растений и позвоночных и подводит к вопросам о происхождении человека. Развитие приматов нужно рассматривать как разветвлённую историю, а не как прямую цепочку превращений. Изменения климата, растительности и животных также помогают понять, как формировались современные экосистемы.

Что запомнить

• Мезозой включает триасовый, юрский и меловой периоды.
• В мезозое широко распространились пресмыкающиеся, появились первые птицы и млекопитающие.
• В меловом периоде получили распространение покрытосеменные растения.
• На границе мела и палеогена произошло массовое вымирание, в том числе нептичьих динозавров.
• В кайнозое особенно разнообразились млекопитающие и птицы.
• История жизни включает не только появление новых групп, но и вымирания, смену господствующих групп и адаптивную радиацию.